[发明专利]基于机器视觉的非接触式管材壁厚测量方法与系统

权利要求书

1.基于机器视觉的非接触式管材壁厚测量系统，包括图像采集设备、显示器、主机、激光投影器、被测管材和支架。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的非接触式管材壁厚测量系统，其特征在于，所述图像采集设备与主机连接，所述激光投影器与主机连接，所述主机与显示器连接，所述支架与被测管材连接。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的非接触式壁厚测量系统，其特征在于，所述图像采集设备包括但不限于相机、摄像头、摄像机、扫描仪，凡是具有图像采集功能的设备均在本发明的精神范围之内。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的非接触式壁厚测量系统，其特征在于，所述的激光投影器可以向所述被测管材表面投射各种形状的图案，包括但不限于圆形、矩形、三角形，凡是可以向被测管材表面投射各种图案的设备均在本发明的精神范围之内。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的非接触式壁厚测量系统，其特征在于，所述图像采集设备的数目没有限制，可以是单个图像采集设备，也可以是两个或者多个图像采集设备共同组成的图像采集系统。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的非接触式壁厚测量系统，其特征在于，所述图像采集设备的标定方法包括但不限于传统的标定方法、基于主动视觉的标定方法、自标定方法。凡是可以对图像采集设备进行标定，确定实际空间位置与图像采集设备的成像平面上图像位置之间的转换关系和图像采集设备内参数的标定方法均在本发明的精神范围之内。

7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的非接触式壁厚测量系统，其测量原理包括以下步骤：

对所述图像采集设备进行标定；

利用激光投影器向被测管材柱面和截面投射特征标记物；

利用图像采集设备对被测管材表面进行图像采集，并传输到主机；

利用主机对采集到的图像进行预处理，得到清晰的图像；

基于特征提取算法对预处理后的图像进行特征提取；

基于特征匹配算法对提取的特征进行匹配；

基于三维重建算法对匹配后的图像进行三维重建，恢复被测管材的柱面和截面的空间位置信息。

对所述被测管材的柱面进行拟合，进一步确定柱面的轴向向量；

基于被测管材截面的空间位置信息和柱面轴向向量，计算截面轮廓在管材柱面轴向平面上的投影；

计算壁厚值。过投影轮廓中心的直线与投影轮廓一侧交于两点，这两点之间的距离即为被测管材截面的实际厚度。